利用特殊應(yīng)用模擬開關(guān)改進(jìn)便攜式設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2011-07-07 來源：網(wǎng)絡(luò)

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基于兩個(gè)主要原因，這種設(shè)計(jì)中需要使用低導(dǎo)通電容的開關(guān)。首先，由于基帶處理器和高速USB控制器輸出共享連接器側(cè)的相同D+/D-引腳，因此當(dāng)手機(jī)進(jìn)入高速USB 2.0模式(諸如音樂下載或閃存功能)時(shí)，必須降低基帶USB1.1/2.0全速控制器的輸出電容。D+/D-線上的任何額外電容都會(huì)損害高速USB信號(hào)的眼開度。其次，在高速USB模式時(shí)，D+/D-線上懸接的額外走線必須截除以有效避免480Mbps USB信號(hào)快速的上升/下降沿引起的信號(hào)反射。
　　
由于單個(gè)USB端口要同時(shí)給充電器和數(shù)據(jù)功能使用，因此在目前的設(shè)計(jì)中充電器檢測功能已經(jīng)非常普及。傳統(tǒng)方案是把D+/D-線饋至內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器以確定D+/D-線是否短路。如前所述，該方案的主要局限是基帶處理器GPIO端口的高輸入電容將在數(shù)據(jù)線上增加額外的容抗，這種新增加的容抗將對(duì)高數(shù)據(jù)速率下信號(hào)的有效觸發(fā)產(chǎn)生極為不利的影響，而該指標(biāo)是USB 2.0一致性測試的一部分(例如USB 2.0信號(hào)的480 Mbps)。當(dāng)然，這種方法的另外一個(gè)缺點(diǎn)是還占用了系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器的資源。
　　
在這些應(yīng)用中，為實(shí)現(xiàn)充電器檢測和全速USB控制器輸出電容的隔離，需要帶超低內(nèi)部電容檢測電路的USB開關(guān)。同時(shí)，用來決定選擇哪條USB通道作為輸出的USB通道選擇腳(圖2中的S腳)必須能識(shí)別1.8 V 和3 V邏輯輸入(注意：在基帶處理器GPIO輸出中1.8 V 和3 V都相當(dāng)常用)。
　　
傳統(tǒng)的開關(guān)選擇腳可以接受高達(dá)2.0 V (TTL邏輯)的輸入“高”(Vih)電平，當(dāng)開關(guān)電源(VCC)直接取自電池時(shí)，該電平可導(dǎo)致嚴(yán)重的漏電流。借助能識(shí)別1.8 V輸入邏輯電平的能力，還可以省去外接電平轉(zhuǎn)換器件，從而允許設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步降低材料成本。例如，飛兆的FSUSB45等IC就具有超低導(dǎo)通電容(7pF)和小尺寸(1.4×1.8 mm)以及充電器檢測功能和1.8 V控制邏輯識(shí)別等特性，能夠很好地滿足USB數(shù)據(jù)通路開關(guān)設(shè)計(jì)的需要。
　　
本文小結(jié)
　　
模擬開關(guān)應(yīng)用一直在從單純的音頻開關(guān)功能向更先進(jìn)的產(chǎn)品發(fā)展，這些先進(jìn)產(chǎn)品可以同時(shí)提供增值設(shè)計(jì)特性和強(qiáng)大的I/O到地的ESD能力。隨著諸如MP3/MP4播放器和GPS/WiFi功能等多媒體特性在最終應(yīng)用中的普及，設(shè)計(jì)人員需要應(yīng)用性更加特殊的開關(guān)，這樣不僅可以提供低失真的開關(guān)通道，同時(shí)能夠解決標(biāo)準(zhǔn)一致性測試所面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。另外，這些開關(guān)還能降低材料成本，并顯著縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。